Коллаборативные роботы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт промышленного менеджмента, экономики и торговли

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Передовые производственные технологии»

На тему: «Коллаборативные роботы»

Роботы, которые помогают людям, находясь с ними в непосредственной близости и в контакте, являются хорошим дополнением мира промышленных роботов, поскольку позволяют заняться автоматизацией многим предприятиям малого и среднего бизнеса.

Коллаборативные роботы или, как их еще называют, коботы - это как правило недорогие, легкие в установке и использовании роботы, безопасные для тех, кто находится рядом с ними. Их сравнительно легко перенацеливать на новые задачи, что делает их хорошим инструментом для создания небольшого производства и сокращения производственного цикла.

Коботы обычно способны манипулировать грузами весом до 10 кг и могут быть достаточно небольшими. Особенно хорошо они могут выполнять повторяющиеся действия, такие, как выбор или расстановка, упаковка, нанесение клея или пайка.

Некоторые могут повторять действия, которые им один раз показывает человек. Робот преобразует эти действия в программу. Стоимость кобота может не превышать $10 тысяч, хотя типовая их стоимость - примерно вдвое или втрое выше.

Мировой рынок коботов, как ожидается, вырастет со $116 млн в 2015 году до $11.5 млрд к 2025 году, - это прогноз аналитиков Barclays. Это будет примерно объем всего рынка промышленных роботов сегодня.

Лидеры рынка промышленных роботов - это Fanuk и Yaskawa из Японии, ABB из Швейцарии, Kuka из Германии, все располагают решениями в области коллаборативных роботов, доступными для коммерческого потребления, хотя объемы их продаж все еще не слишком велики. Лидером рынка коллаборативных роботов остается Universal Robots, Дания - стартап, который начал выпуск коллаборативных роботов еще в 2009 году. В 2015 году UR был приобретен американской компанией Teradyne за $285 млн.

Конкурент Universal Robotics из США - Rethink Robotics, еще один производитель коботов, среди инвесторов которого есть основатель Amazon Jeff Bezos, на прошлой неделе анонсировал планы DHL задействовать несколько коботов Baxter и Sawyer для тестирования на своих складах, где они займутся упаковкой и сборкой.

1. Коллаборативные роботы

Коллаборативные роботы. Коботы. От англ. "cooperative robot" или "collaborative robot" - кооперативный робот (вариант "коллаборативный робот" выглядит в русскоязычном применении менее предпочтительным, но является распространенным).

Как правило, недорогой (от $10 тыс. в 2017 году), легкий в установке и использовании, а также в переналаживании робот. Безопасен для тех, кто находится рядом с ним. Вариант промышленного робота, оснащенного системой сенсоров и компьютерного зрения, что позволяет с высокой степенью вероятности предотвращать столкновения устройства с человеком и другими препятствиями, включая ситуацию сбоя встроенного ПО. Такие роботы предназначены для использования не в специальных огороженных зонах, как в случае с промышленными роботами, а в тесной кооперации с людьми, буквально рядом с ними.

Плюсы:

1. Упрощенное программирование за счет "показа" необходимых движений роботу работником. Работник перемещает манипулятор руками по желательным траекториям в необходимые позиции. В дальнейшем робот будет повторять эти движения самостоятельно.

2. Безопасны для людей. Не требуют значительных выделенных площадей и огораживания периметра безопасности, невелики по размеру - это позволяет использовать роботов в помещении с людьми

3. Удобны для использования в малом и среднем бизнесе, т.к. их внедрение не требует больших инвестиций. Коботы обычно способны манипулировать грузами весом до 10 кг и могут быть достаточно небольшими. Особенно хорошо они могут выполнять повторяющиеся действия, такие, как выбор или расстановка, упаковка, нанесение клея или пайка.

4. Не выдвигают особых требований к условиям эксплуатации - могут устанавливаться, например, на воздушных судах или в обычных квартирах

5. Универсальны и могут выполнять различные задачи. Их можно быстро переналадить на решение разнообразных задач

6. Сравнительно низкая цена обеспечивает возможность создания различных бизнес-проектов с их применением. Срок окупаемости, как правило, невелик. Стоимость кобота может не превышать $10 тысяч, хотя типовая их стоимость - примерно вдвое или втрое выше в 2015 году.

7. Просты в развертывании и интеграции

8. Не требуют больших затрат электроэнергии

Минусы:

1. Скорость движений ограничена на более низких уровнях, нежели у обычных промышленных роботов

2. Создаваемые усилия меньше, чем у обычных промышленных роботов

Основные производители коллаборативных роботов:

Rethink Robotics, США

Universal Robots, Дания

MRK Systeme

F&P Personal Robotics

Bosh, Германия

ABB, Европа

MABI Robotic

FANUC, Япония

Smokie Robotics

Kuka Robot Group, Германия/Китай

Kawada Industries

Тренды:

2017

Снижается стоимость коллаборативных роботов. Стартап Franka Emika, Германия, намерен продавать свой коллаборативный манипулятор за $10 тысяч в 2017 году. 7 степеней свободы, до 3 кг.

2016

Успехи в распространении коллаборативных роботов связывают, прежде всего, с возможностью применения тандемов человек-кобот. Такая рабочая связка может обеспечивать большую производительность и качество работы. Робот в тандеме служит чем-то вроде многофункционального инструмента для человека. Машина выполняет малоинтересные, повторяющиеся действия, например, подготавливая тот или иной объект для того, чтобы человек затем уделил ему толику креативного внимания. Этот вариант применения коботов не грозит потерей человеком рабочего места, но позволяет ставить перед производством более сложные задачи. Основные требования к коботам - быть безопасными, легко программируемыми и гибкими в плане способности к выполнению тех или иных операций.

"Мы уже сэкономили три человеко-года монотонной работы благодаря двум нашим UR5", говорит директор Mjolkursamsalan Ayureyri, крупнейшего в Исландии производителя молочных продуктов.

В компании Paradigm Electronics, что в Торонто, Канада, робот UR10 трудится бок-о-бок с сотрудником, который полирует корпуса звуковых колонок.

Кооперативные роботы Carmen работают на SEW-Eurodrive в Baden-Wurttemberg, помогая собирать автомобили. Благодаря коботам, работа стала более интересной для людей. Средняя цена кооперативного робота - около $24 тысяч.

Лидеры рынка промышленных роботов - это Fanuk и Yaskawa из Японии, ABB из Швейцарии, Kuka из Германии, все располагают решениями в области коллаборативных роботов, доступными для коммерческого потребления, хотя объемы их продаж все еще не слишком велики. Лидером рынка коллаборативных роботов остается Universal Robots, Дания - стартап, который начал выпуск коллаборативных роботов еще в 2009 году. "Мы примерно удваиваем выпуск кооперативных роботов каждый год, в терминах штук. Таковы наши цели и мы близки к их выполнению вот уже шестой год подряд", - говорит совладелец UR Esben Ostergaard в интервью Reuters.

Растет интерес к кооперативным роботам со стороны пищевой промышленности.

Возрастает интерес к коботам от больших игроков рынка. Например, в 2016 году анонсированы планы DHL задействовать несколько коботов Baxter и Sawyer для тестирования на своих складах, где они займутся упаковкой и сборкой.

По заказу DARPA компания Aurora Flight Sciences разрабатывает робота - второго пилота, который сможет летать на любых типах самолетов и вертолетов.

Стартап Sewbo задействовал коллаборативный манипулятор Universal Robots в роботе для автоматизированного пошива одежды.

Важный плюс коботов - они окупаются за считанные месяцы. Это несомненно будет стимулировать их активное распространение. Причем на этом рынке будет место не только для больших компаний, но и для небольших активных бизнесов типа Unversal Robotics и Rethink Robotics.

2. Примеры продуктов

Baxter, Rethink Robotics, США

В 2012 году она представила промышленного робота Baxter (cage free) с двумя роборуками. Основной целью было создание недорогого устройства - Baxter стоит $22 тысячи. Программируется с использованием дружественного к пользователю интерфейса.

В 2016 году анонсированы планы DHL задействовать несколько коботов Baxter и Sawyer для тестирования на своих складах, где они займутся упаковкой и сборкой.

Franka, Franka Emika, Германия

Манипулятор коллаборативного типа, разработанный стартапом. Предназначен для позиционирования инструментов, может выполнять сверлильные и сборочные операции. Использует тензодатчики и системы управления крутящим моментом. Поставки намечены на 2017 год. Программирование модульного типа или путем задания траектории движением манипулятора. Успешные операции можно сохранять в облаке. 7 степеней свободы. Точность до 0.1 мм. Длина - до 80 см с объектом до 3 кг. Ориентировочная стоимость $10 тыс. (см. в приложении 2)

LBR iiwa 7 R800, KUKA Robotics, Германия

Коллаборативный робот с сенсорной системой распознавания.

2015.05 Робот помощник археолога был представлен на международной выставке в мае 2015 года. Выполненный на основе промышленного робота - манипулятора KUKA LBR iiwa, помощник археолога способен снимать грунт и проводить очистку окаменелостей, склейку деталей, выемку фрагментов. Среди достоинств робота - способность неутомимо совершать мельчайшие движения кистями и скребками в круглосуточном режиме. Робот также умеет фотографировать все участки фрагмента в HD-формате, фиксировать изменения, проводить радиоуглеродный анализ.

LBR iiwa 14 R820, KUKA Robotics, Германия(рисунок1)

Коллаборативный робот с сенсорной системой распознавания.

UR10, Universal Robots, Дания (рисунок 2)

Коллаборативная система. Способен работать с весом до 10 кг (22 фунта)

NextAge, KawadaIndustries, Ink.

Заключение

Роботы, которые могут работать рядом с людьми, перевернут мир промышленных роботов и автоматизации, став доступными многим малым и средним компаниям.

$11,5 млрд - прогноз объема рынка коллаборативных роботов от аналитиков Barclays на 2025 год в 2016 году.

Прогноз объемов продаж коботов (коллаборативных роботов) на 2020 год - $3 млрд в 2016 году.

Ожидаемый объем использования коллаборативных роботов на 2020 год - 40 тыс.

Ожидаемый объем использования коллаборативных роботов на 2019 год - 23,8 тыс.

К 2018 году до 30% развертываемых роботов будут относиться к категории “коллаборативных” (кооперативных), к этому времени такие роботы научатся работать втрое быстрее современных моделей, сохранив безопасность функционирования в непосредственной близости от людей.

Прогноз объема использования коллаборативных роботов в 2016 году - 5 тыс. / ABI Research

Коллаборативные роботы (коботы) также пользовались повышенным спросом, их доля при этом не достигла 5%. В Barclays Capital в 2016 году оценивали объем рынка коботов более, чем в $116 млн (на конец 2015 года).

манипулятор коллаборативный робот промышленный

Список использованной литературы

Алексей Бойко (ABloud)Коллаборативные роботы, 2015.

Владислава Сычкова Коллаборативные роботы, 2014

Приложение

Рисунок 1 - LBR iiwa 14 R820, KUKA Robotics, Германия

Рисунок 2 - UR10, Universal Robots, Дания

Размещено на Allbest.ur